JPH04372881A - 予測保全装置 - Google Patents
予測保全装置Info
- Publication number
- JPH04372881A JPH04372881A JP15005391A JP15005391A JPH04372881A JP H04372881 A JPH04372881 A JP H04372881A JP 15005391 A JP15005391 A JP 15005391A JP 15005391 A JP15005391 A JP 15005391A JP H04372881 A JPH04372881 A JP H04372881A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composite material
- piezoelectric composite
- sensor
- material sensor
- container
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Testing Relating To Insulation (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高電圧電気機器の異常
の有無を検出する予測保全装置に係り、特に、センサー
出力を複数にすることにより、異常の内容についてより
正確な情報を得ることができるように改良を施した予測
保全装置に関するものである。
の有無を検出する予測保全装置に係り、特に、センサー
出力を複数にすることにより、異常の内容についてより
正確な情報を得ることができるように改良を施した予測
保全装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】変電所あるいは開閉所等においては各種
の高電圧機器が使用されるが、これらの高電圧機器は密
閉された金属容器の内部に収納されている。こうした場
合、機器内部の状態は外部から直接把握できないため、
何等かの手段を用いて内部の機器状態を監視している。
の高電圧機器が使用されるが、これらの高電圧機器は密
閉された金属容器の内部に収納されている。こうした場
合、機器内部の状態は外部から直接把握できないため、
何等かの手段を用いて内部の機器状態を監視している。
【０００３】この様な金属容器の内部に発生した異常を
事前にキャッチする手段の一つに、予測保全装置がある
。この装置は、複数の種々のセンサーを用いて機器の状
態監視を行うものである。
事前にキャッチする手段の一つに、予測保全装置がある
。この装置は、複数の種々のセンサーを用いて機器の状
態監視を行うものである。
【０００４】なかでも、何等かの電気的異常に伴って発
生する部分放電を検出することは、機器内部の絶縁劣化
や電気的な接続不良あるいは金属異物の混入の有無など
を知ることができるため、極めて重要な情報となる。
生する部分放電を検出することは、機器内部の絶縁劣化
や電気的な接続不良あるいは金属異物の混入の有無など
を知ることができるため、極めて重要な情報となる。
【０００５】一般に、部分放電が発生すると、電気信号
として周囲に伝ぱんする他に機械的振動も発生するため
、従来、部分放電の検出には、部分放電による電気信号
を検出する部分放電検出器や、機械的振動を検出する加
速度センサー，超音波センサーなどが用いられてきた。
として周囲に伝ぱんする他に機械的振動も発生するため
、従来、部分放電の検出には、部分放電による電気信号
を検出する部分放電検出器や、機械的振動を検出する加
速度センサー，超音波センサーなどが用いられてきた。
【０００６】また、近年、圧電セラミック微粒子を高分
子材料に配合してシート状にした圧電複合材料センサー
を、部分放電の検出に用いる試みがなされている。図３
はその一例を示したものである。即ち、センサーである
ピエゾゴム１１の両面に、導電ゴム電極１２が取付けら
れている。
子材料に配合してシート状にした圧電複合材料センサー
を、部分放電の検出に用いる試みがなされている。図３
はその一例を示したものである。即ち、センサーである
ピエゾゴム１１の両面に、導電ゴム電極１２が取付けら
れている。
【０００７】この圧電複合材料センサーの特徴は、数１
００ヘルツから１メガヘルツの広い周波数領域にわたっ
て周波数特性が平坦であること、センサーがシート状で
あり且つ伸縮性に富むため、複雑な形状を有する容器に
対しても取付けが極めて容易であるという点にある。そ
のため、機械的振動の様な低周波の信号から部分放電に
含まれるような高周波成分までを、外部ノイズの影響を
受けることなく、一つのセンサーでしかも高感度に検出
できるという特徴がある。
００ヘルツから１メガヘルツの広い周波数領域にわたっ
て周波数特性が平坦であること、センサーがシート状で
あり且つ伸縮性に富むため、複雑な形状を有する容器に
対しても取付けが極めて容易であるという点にある。そ
のため、機械的振動の様な低周波の信号から部分放電に
含まれるような高周波成分までを、外部ノイズの影響を
受けることなく、一つのセンサーでしかも高感度に検出
できるという特徴がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た様な従来の圧電複合材料センサーには、以下に述べる
様な解決すべき課題があった。即ち、シート状の圧電複
合材料センサーを機器に取付けた場合、１枚のセンサー
で部分放電や機械的振動の発生の有無を知ることはでき
るが、その発生源を特定できないという欠点があった。
た様な従来の圧電複合材料センサーには、以下に述べる
様な解決すべき課題があった。即ち、シート状の圧電複
合材料センサーを機器に取付けた場合、１枚のセンサー
で部分放電や機械的振動の発生の有無を知ることはでき
るが、その発生源を特定できないという欠点があった。
【０００９】一方、従来の加速度センサーや超音波セン
サーを用いた場合には、複数のセンサーを取付けなけれ
ばならず、個々のセンサーの寸法が大きいため、据付け
に要する面積は広範囲になってしまうという欠点があっ
た。また、取付け可能なセンサーの数にはおのずと限界
があり、仮に多数個を取付けたとしても、取付け作業に
多大の時間と労力を要するという欠点があった。
サーを用いた場合には、複数のセンサーを取付けなけれ
ばならず、個々のセンサーの寸法が大きいため、据付け
に要する面積は広範囲になってしまうという欠点があっ
た。また、取付け可能なセンサーの数にはおのずと限界
があり、仮に多数個を取付けたとしても、取付け作業に
多大の時間と労力を要するという欠点があった。
【００１０】本発明は、上記の様な従来技術の問題点を
解決するために提案されたものであり、その目的は、取
付けが簡単で、発生源の特定が容易であり、異常の検出
及び異常内容の判断が正確に行える、精度の高い予測保
全装置を提供することにある。
解決するために提案されたものであり、その目的は、取
付けが簡単で、発生源の特定が容易であり、異常の検出
及び異常内容の判断が正確に行える、精度の高い予測保
全装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧電複合材料
をシート状に成形し、その両側に電極を配置して圧電複
合材料センサーを構成し、これを高電圧機器を収納した
金属容器の内面あるいは外面に取付けて異常を検出する
予測保全装置において、前記圧電複合材料センサーの一
方の電極をマトリックス状に分割して構成し、これら複
数の分割された電極から得られる出力を信号処理するよ
うに構成したことを特徴とするものである。
をシート状に成形し、その両側に電極を配置して圧電複
合材料センサーを構成し、これを高電圧機器を収納した
金属容器の内面あるいは外面に取付けて異常を検出する
予測保全装置において、前記圧電複合材料センサーの一
方の電極をマトリックス状に分割して構成し、これら複
数の分割された電極から得られる出力を信号処理するよ
うに構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】本発明の予測保全装置によれば、シート状の圧
電複合材料センサー１枚で、複数個のセンサーを取付け
たと同じ効果が得られる。また、これら複数のセンサー
出力を信号処理することにより、異常発生部位の特定が
正確に行え、部分放電の発生要因の識別も可能となる。
電複合材料センサー１枚で、複数個のセンサーを取付け
たと同じ効果が得られる。また、これら複数のセンサー
出力を信号処理することにより、異常発生部位の特定が
正確に行え、部分放電の発生要因の識別も可能となる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２に基
づいて具体的に説明する。なお、図３に示した従来型と
同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。
づいて具体的に説明する。なお、図３に示した従来型と
同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。
【００１４】本実施例においては、図１に示した様に、
圧電複合材料センサーの一方の電極が、ｍ×ｎのマトリ
ックス状に分割して構成されている（以下、分割された
導体ゴム電極２０と称す）。なお、他方の電極は、従来
と同様に一枚の導電ゴム電極１２により構成されている
。
圧電複合材料センサーの一方の電極が、ｍ×ｎのマトリ
ックス状に分割して構成されている（以下、分割された
導体ゴム電極２０と称す）。なお、他方の電極は、従来
と同様に一枚の導電ゴム電極１２により構成されている
。
【００１５】また、図２は上記の様に構成された圧電複
合材料センサー１０を、ガス絶縁母線に適用した場合を
示したものである。即ち、密閉容器１内には、高電圧導
体２が絶縁スペーサ４に支持されて配設され、また、前
記容器内にはＳＦ６ ガス等の絶縁性ガス３が充填され
ている。さらに、密閉容器１の内面には、本発明による
圧電複合材料センサー１０ａ，１０ｂが取付けられ、そ
の検出信号を容器外部に取り出せるように構成されてい
る。
合材料センサー１０を、ガス絶縁母線に適用した場合を
示したものである。即ち、密閉容器１内には、高電圧導
体２が絶縁スペーサ４に支持されて配設され、また、前
記容器内にはＳＦ６ ガス等の絶縁性ガス３が充填され
ている。さらに、密閉容器１の内面には、本発明による
圧電複合材料センサー１０ａ，１０ｂが取付けられ、そ
の検出信号を容器外部に取り出せるように構成されてい
る。
【００１６】なお、圧電複合材料センサー１０ａ，１０
ｂは、その一面に設けられた分割された導体ゴム電極２
０が容器側に、他面に設けられた導体ゴム電極１２が高
電圧導体側になるように取付けられている。
ｂは、その一面に設けられた分割された導体ゴム電極２
０が容器側に、他面に設けられた導体ゴム電極１２が高
電圧導体側になるように取付けられている。
【００１７】この様な構成を有する本実施例の予測保全
装置は、以下の様に作用する。即ち、密閉容器１の内部
表面に取付けられた圧電複合材料センサー１０ａ，１０
ｂにマトリックス状に配置された複数個のセンサーより
得られた信号を、容器外部に設けられた測定器（図示せ
ず）に送り、検出信号のパターンを判定することにより
、異常の識別が可能となる。
装置は、以下の様に作用する。即ち、密閉容器１の内部
表面に取付けられた圧電複合材料センサー１０ａ，１０
ｂにマトリックス状に配置された複数個のセンサーより
得られた信号を、容器外部に設けられた測定器（図示せ
ず）に送り、検出信号のパターンを判定することにより
、異常の識別が可能となる。
【００１８】また、圧電複合材料センサー１０は薄いシ
ート状であるため、外部ノイズの少ない容器内部に取付
けることができる。さらに、シート状であることから加
工性に優れ、金属容器の曲率に合わせて内部表面に密着
して取付けることができる。そのため、異常信号を検出
しやすい部位に設置することが容易であり、また、金属
容器の内部表面への密着性に優れているため、検出信号
の減衰も少ないという利点もある。
ート状であるため、外部ノイズの少ない容器内部に取付
けることができる。さらに、シート状であることから加
工性に優れ、金属容器の曲率に合わせて内部表面に密着
して取付けることができる。そのため、異常信号を検出
しやすい部位に設置することが容易であり、また、金属
容器の内部表面への密着性に優れているため、検出信号
の減衰も少ないという利点もある。
【００１９】さらに、共振構造をとらず、適用周波数が
広帯域であるため、従来の共振型圧電センサに比べて構
造が簡単であり、１種類のセンサで部分放電・金属異物
振動の両方の検出が可能であるため、従来の様に複数個
のセンサを設置する必要もなく、コストの低減も図れる
。
広帯域であるため、従来の共振型圧電センサに比べて構
造が簡単であり、１種類のセンサで部分放電・金属異物
振動の両方の検出が可能であるため、従来の様に複数個
のセンサを設置する必要もなく、コストの低減も図れる
。
【００２０】次に、具体例として、ＳＦ６ ガスを使用
したガス絶縁機器内部に金属異物が混入した場合につい
て説明する。即ち、容器の内部に混入した金属異物は、
高電圧導体２に印加される交流電圧により、密閉容器１
の底面を動き回っている。このような状態で、金属異物
が容器の底面と衝突すると、機械的振動ならびに部分放
電を発生する。この機械的振動ならびに部分放電は、圧
電複合材料センサー１０によって検出されるが、金属異
物の位置が時々刻々変化したとしても、圧電複合材料セ
ンサー１０がシート状に広範囲に設置されているため、
その位置をマトリックス状に配置された複数個のセンサ
ーによって正確に検出できる。
したガス絶縁機器内部に金属異物が混入した場合につい
て説明する。即ち、容器の内部に混入した金属異物は、
高電圧導体２に印加される交流電圧により、密閉容器１
の底面を動き回っている。このような状態で、金属異物
が容器の底面と衝突すると、機械的振動ならびに部分放
電を発生する。この機械的振動ならびに部分放電は、圧
電複合材料センサー１０によって検出されるが、金属異
物の位置が時々刻々変化したとしても、圧電複合材料セ
ンサー１０がシート状に広範囲に設置されているため、
その位置をマトリックス状に配置された複数個のセンサ
ーによって正確に検出できる。
【００２１】これによって、絶縁物から発生する部分放
電信号のように定位置から発生する信号との区別が可能
となり、金属異物混入の有無をより正確に判定できる。 また、各要素の出力を演算させることにより、部分放電
発生源の位置を特定できる。さらに、図２に示した様に
、圧電複合材料センサー１０を容器内面に取付ける場合
に、導電ゴム電極１２を高電圧導体２側にすることによ
り、高電圧導体２による電界を、センサーであるピエゾ
ゴム１１に対して遮蔽することができる。即ち、信号の
Ｓ／Ｎ比を改善することもできる。
電信号のように定位置から発生する信号との区別が可能
となり、金属異物混入の有無をより正確に判定できる。 また、各要素の出力を演算させることにより、部分放電
発生源の位置を特定できる。さらに、図２に示した様に
、圧電複合材料センサー１０を容器内面に取付ける場合
に、導電ゴム電極１２を高電圧導体２側にすることによ
り、高電圧導体２による電界を、センサーであるピエゾ
ゴム１１に対して遮蔽することができる。即ち、信号の
Ｓ／Ｎ比を改善することもできる。
【００２２】この様に、本実施例によれば、シート状の
圧電複合材料センサーの一方の電極を複数個に分割する
ことにより、部分放電発生要因の識別ならびに位置の評
定が可能となる。これによって、より正確に異常内容を
識別できる予測保全装置を提供することができる。
圧電複合材料センサーの一方の電極を複数個に分割する
ことにより、部分放電発生要因の識別ならびに位置の評
定が可能となる。これによって、より正確に異常内容を
識別できる予測保全装置を提供することができる。
【００２３】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、圧電複合材料センサーを容器１の外面
に取付けても同様な効果が得られる。また、圧電複合材
料センサーの信号線を長くすることは、外来ノイズの増
大を招くので、圧電複合材料センサーの近傍に信号処理
回路を設け、この出力をさらに光ファイバー等で受信側
まで接続する方法が考えられる。この方法によれば、外
来ノイズの影響をほとんど受けずに信号処理を行うこと
ができる。さらに、信号処理においては、例えばニュー
ラルネットワークと結合を図ることにより、より正確な
パターン認識をさせることができ、より確実な異常診断
が可能となる。
るものではなく、圧電複合材料センサーを容器１の外面
に取付けても同様な効果が得られる。また、圧電複合材
料センサーの信号線を長くすることは、外来ノイズの増
大を招くので、圧電複合材料センサーの近傍に信号処理
回路を設け、この出力をさらに光ファイバー等で受信側
まで接続する方法が考えられる。この方法によれば、外
来ノイズの影響をほとんど受けずに信号処理を行うこと
ができる。さらに、信号処理においては、例えばニュー
ラルネットワークと結合を図ることにより、より正確な
パターン認識をさせることができ、より確実な異常診断
が可能となる。
【００２４】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、圧電
複合材料センサーの一方の電極をマトリックス状に分割
して構成し、これら複数の分割された電極から得られる
出力を信号処理するように構成することにより、取付け
が簡単で、発生源の特定が容易であり、異常の検出及び
異常内容の判断が正確に行える、精度の高い予測保全装
置を提供することができる。
複合材料センサーの一方の電極をマトリックス状に分割
して構成し、これら複数の分割された電極から得られる
出力を信号処理するように構成することにより、取付け
が簡単で、発生源の特定が容易であり、異常の検出及び
異常内容の判断が正確に行える、精度の高い予測保全装
置を提供することができる。
【図１】本発明の予測保全装置に用いられる圧電複合材
料センサーの一実施例を示す斜視図
料センサーの一実施例を示す斜視図
【図２】本発明の予測保全装置をガス絶縁母線に適用し
た例を示す断面図
た例を示す断面図
【図３】従来の圧電複合材料センサーの一例を示す斜視
図
図
１…密閉容器
２…高電圧導体
３…絶縁性ガス
４…絶縁スペーサ
１０…圧電複合材料センサー
１１…ピエゾゴム
１２…導電ゴム電極
２０…分割された導電ゴム電極
Claims (1)
- 【請求項１】 圧電複合材料をシート状に成形し、そ
の両側に電極を配置して圧電複合材料センサーを構成し
、これを高電圧機器を収納した金属容器の内面あるいは
外面に取付けて異常を検出する予測保全装置において、
前記圧電複合材料センサーの一方の電極をマトリックス
状に分割して構成し、これら複数の分割された電極から
得られる出力を信号処理するように構成したことを特徴
とする予測保全装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15005391A JPH04372881A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 予測保全装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15005391A JPH04372881A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 予測保全装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04372881A true JPH04372881A (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=15488479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15005391A Pending JPH04372881A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 予測保全装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04372881A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2187226A3 (en) * | 2008-11-14 | 2017-05-10 | Korea Electric Power Corporation | Ultra-high frequency partial discharge array sensor apparatus for high-voltage power apparatus |
-
1991
- 1991-06-21 JP JP15005391A patent/JPH04372881A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2187226A3 (en) * | 2008-11-14 | 2017-05-10 | Korea Electric Power Corporation | Ultra-high frequency partial discharge array sensor apparatus for high-voltage power apparatus |
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